CN1982665A - 复合六行程自冷式内燃引擎 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种复合六行程自冷式内燃引擎，主要是利用两个动力行程汽缸与一个冷却用汽缸相互搭配进行十二行程的作业循环。由于本发明利用冷却汽缸对动力行程汽缸进行降温作业，使动力行程汽缸减少热能散发并降低排气温度，引擎作业温度随之降低，大幅减少整体引擎的冷却系统设备的规模与成本，并可增长引擎的使用寿命以及冷却系统效能的稳定性，从而降低了保养与零件更换的成本，提高引擎的产业价值。

Description

复合六行程自冷式内燃引擎
技术领域
本发明涉及一种内燃引擎，更具体的说，涉及一种以两个动力行程汽缸与一个冷却用汽缸互相搭配的反复活塞运动作业、并以冷却用汽缸对动力行程汽缸产生冷却效果的复合六行程自冷式内燃引擎。
背景技术
由于现在全球气温与日俱增，以过去的冷却标准所设计的引擎经常在高过原设计标准的天候下运转，其冷却系统的冷却效果不佳，致使引擎过热而损坏零件或发生事故，而且还会导致活塞磨损并降低引擎动力输出的效率。因此，环境温度的上升使得对引擎冷却系统的要求也必须随之提高，如扩大引擎冷却系统的规模，但引擎冷却系统规模的扩大会使得引擎制造成本以及整体引擎所需空间一并增加。由于未来环境温度呈上升趋势，一般的引擎冷却系统在未来须不断地扩大规模和修改才可避免引擎过热；同时冷却系统中的冷却水与环境温度的温差也会逐渐降低，导致引擎内部冷却水散热面积也需不断扩大，致使整体冷却系统的规模必然以倍数增长。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述引擎因作业环境温度上升而需持续扩大冷却系统的缺陷，提供一种能利用引擎本身的能源对引擎内部产生冷却效果并降低排气温度的复合六行程自冷式内燃引擎。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种复合六行程自冷式内燃引擎，所述复合六行程自冷式内燃引擎至少包括一个第一动力行程汽缸和一个第二动力行程汽缸，一个冷却用汽缸，一组涡轮增压系统，一个可让空气从冷却用汽缸流向第一动力行程汽缸的第一共通气门，一个可让空气从冷却用汽缸流向第二动力行程的第二共通气门；第一动力行程汽缸与第二动力行程汽缸与冷却用汽缸以共同曲轴或共同齿轮驱动；第一动力行程汽缸与第二动力行程汽缸都配置有各自的点火系统、排气气门和进气气门，冷却用汽缸配置有一个冷却用进气气门，涡轮增压系统利用第一动力行程与第二动力行程的排气提高冷却用汽缸的进气压力；第一动力行程汽缸以第一进气行程、第一压缩行程、第一动力行程、第一排气行程的顺序作业，所述第一进气行程在作业角度0度开始作业，每一行程为180度；第二动力行程汽缸以第二进气行程、第二压缩行程、第二动力行程、第二排气行程的顺序作业，所述第二进气行程于作业角度360度开始作业，每一行程为180度；冷却用汽缸以第一冷却用进气行程、第一压缩冷却行程、第二冷却用进气行程、第二压缩冷却行程的顺序作业，所述第一冷却用进气行程于作业角度75度至95度之间开始作业，每一行程为180度；所述第一或第二共通气门在与其相对应的动力行程汽缸经点火系统引爆后约60度工作角度时打开，并在所述冷却用汽缸的活塞到达上死点附近时关闭；在所述冷却用汽缸的压缩冷却行程中，冷却用汽缸内的活塞首先将冷却用空气压缩，在对应的共通气门打开时开始将冷却用汽缸中的压缩空气推入该行程对应的动力行程汽缸，直到冷却用汽缸内的活塞到达上死点附近时结束该压缩冷却行程，并进入下一个进气行程；冷却用汽缸在冷却压缩行程中通过对应的共通气门压入动力行程汽缸的压缩空气在动力行程汽缸的汽缸盖下侧产生一层冷却气流，此冷却气流将动力行程的汽缸盖下侧表面急速冷却，并与引爆后的作业气体混合降温使动力行程汽缸的温度下降，最后将降温后的作业气体排出动力行程汽缸。
在本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎中，所述第一、第二共同气门在与其相对应的动力行程汽缸的压缩冷却行程中的导通时间为25度至60度的作业角度。
在本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎中，所述第一、第二共同气门在与其相对应的动力行程汽缸的压缩冷却行程中的导通时间为30度的作业角度。
在本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎中，所述涡轮增压系统的涡轮压缩侧与冷却用汽缸进气门连通，而涡轮驱动侧与第一、第二动力行程汽缸排气气门连通，所述冷却用汽缸可利用动力行程汽缸的排气动力增加第一、第二冷却用进气行程的进气压力。
在本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎中，还包括与所述第一、第二动力行程汽缸的进气气门连通的增压进气补助系统。
在本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎中，所述第一动力行程汽缸和第二动力行程汽缸里所设置的点火系统为火星塞或燃油直喷式阀门或压缩点火系统。
在本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎中，所述涡轮增压系统也可以是机械增压器(Super Charge)，其增压侧叶片以皮带与共同的曲轴或共同的齿轮传动连接，其压缩侧连通冷却用汽缸的进气气门以达到增压与冷却效果。
在本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎中，前述第一共通气门与第二共通气门可与第二动力行程汽缸侧可各配置至少一个顶置的阀门以控制共通气门的导通时间。
本发明解决其技术问题所采用的另一种技术方案是：构造一种自然进气型的复合六行程自冷式内燃引擎，所述复合六行程自冷式内燃引擎至少包括一个第一动力行程汽缸和一个第二动力行程汽缸，一个利用自然进气系统的冷却用汽缸，一个可让空气从冷却用汽缸流入第一动力行程汽缸的第一共通气门，一个可让空气从冷却用汽缸流入第二动力行程的第二共通气门；第二动力行程汽缸与第一动力行程汽缸的行程差距为360度曲轴角度，冷却用汽缸与第一动力行程汽缸的行程差距为90度曲轴角度，并以共同曲轴或共同齿轮驱动；第一动力行程汽缸与第二动力行程汽缸皆配置有各自的点火系统与排气气门与进气气门，冷却用汽缸配置有一个冷却用进气气门；第一动力行程汽缸以第一进气行程、第一压缩行程、第一动力行程、第一排气行程的顺序作业；第二动力行程汽缸以第二进气行程、第二压缩行程、第二动力行程、第二排气行程的顺序作业，冷却用汽缸以第一冷却用进气行程、第一压缩冷却行程、第二冷却用进气行程、第二压缩冷却行程的顺序作业；所述第一动力行程汽缸、第二动力行程汽缸和冷却用汽缸的每一行程为180度的曲轴角度；所述第一或第二共通气门在与其相对应的动力行程汽缸经点火系统引爆后约60度工作角度时打开，并在所述冷却用汽缸的活塞到达上死点附近时关闭；在所述冷却用汽缸的压缩冷却行程中，冷却用汽缸内的活塞首先将冷却用空气压缩，在对应的共通气门打开时开始将冷却用汽缸中的压缩空气推入该行程对应的动力行程汽缸，直到冷却用汽缸内的活塞到达上死点附近时结束该压缩冷却行程，并进入下一个进气行程；冷却用汽缸在冷却压缩行程中通过对应的共通气门压入动力行程汽缸的压缩空气在动力行程汽缸的汽缸盖下侧产生一层冷却气流，此冷却气流将动力行程的汽缸盖下侧表面急速冷却，并与引爆后的作业气体混合降温使动力行程汽缸的温度下降，最后将降温后的作业气体排出动力行程汽缸。
实施本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎，具有以下的有益效果：通过在引擎中设置为动力行程汽缸提供冷却用压缩空气的冷却用汽缸，而且通过共同的曲轴或者共同的齿轮控制各个汽缸之间的作业行程相互配合，使得本发明的排气温度在同样动力输出的条件下比一般引擎低一半左右；每个动力行程汽缸在引爆后约60度的曲轴角度时开始将冷却用汽缸中的压缩空气导入该动力行程汽缸；动力行程汽缸内引爆时，其作业气体温度大约为摄氏2000度以上，冷却用汽缸将其中的压缩空气通过该对应的共通气门压入动力汽缸，并在动力行程汽缸的汽缸盖下侧产生一层冷却气流，此冷却气流将动力行程的汽缸盖下侧表面急速冷却并与引爆后的作业气体混合降温使动力行程汽缸的整体汽缸温度下降，最后将降温后的作业气体排出动力行程汽缸；排出的作业气体的能源利用涡轮驱动侧产生动力将导入涡轮压缩侧的冷却用汽缸进行增压，更使得冷却用汽缸在高低转速的状况下同样能确保足够的冷却用空气的进气量以及对动力行程汽缸的冷却效果。
另外，本发明的引擎结构较一般引擎耐用，因冷却用汽缸所导入各动力行程内的冷却气流可将动力行程汽缸盖急速降温，汽缸盖的平均温度引爆时部分的热量为动力行程汽缸的汽缸盖下侧表面所吸收，其表面温度相当高，而当金属过热时其强度也随之减弱，一般引擎需要增加结构强度避免变形，本发明以压缩冷却行程对汽缸盖的急速降温，降低了膨胀气体的作业温度并维持原来的爆炸压力，整体上来说，由于缩短了动力行程的作业气体的最高热量散发的持续时间，本发明引擎的结构强度在同样规模的条件下较一般引擎强，而所需冷却效能也大幅减少，在排气行程所排出的作业气体也大幅低于一般四行程增压引擎约1200度的排气温度，因此在整体引擎设计上也可增加引擎排气相关设备的寿命。因此，这种复合六行程自冷式内燃引擎的散热需求较低，从而减少引擎的制造成本与所占空间。
当本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎用于因成本不符而不附加增压系统的小规模引擎的用途如除草机或小型快艇或小型乘用车，冷却用汽缸也可改用一般的自然进气系统作业，排气温度仍然可以降低约三分之一。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明所述复合六行程自冷式内燃引擎优选实施例的作业行程表，其冷却用汽缸以90度延迟角度配置；
图2是本发明所述复合六行程自冷式内燃引擎第二实施例的作业行程表，此时冷却用汽缸以75度延迟角度配置；
图3是本发明所述复合六行程自冷式内燃引擎第三实施例的作业行程表，此时冷却用汽缸以95度延迟角度配置；
图4是本发明所述复合六行程自冷式内燃引擎优选实施例的基本配置示意图；
图5是本发明所述复合六行程自冷式内燃引擎优选实施例的剖视图；
图6所示为第一行程及第十一行程开始的示意图；
图7所示为第二行程开始的示意图；
图8所示为第三行程及第十二行程开始的示意图；，
图9所示为第四行程开始的示意图；
图10所示为第五行程及第六行程开始的示意图；
图11所示为第七行程开始的示意图；
图12所示为第八行程及第九行程开始的示意图；
图13所示为第十行程开始的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图描述本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎的实施例。如图1、4、5所示，在本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎的优选实施例中，包括第一动力行程汽缸301、第二动力行程汽缸303、冷却用汽缸302、可让空气从冷却用汽缸302流向第一动力行程汽缸301的第一共通气门307、可让空气从冷却用汽缸302流向第二动力行程汽缸303的第二共通气门308、一组为冷却用汽缸302提供冷却用压缩空气的涡轮增压系统200。其中，所述第一、第二动力行程汽缸301、303均设有各自的点火系统、排气气门311、312和进气气门304、306。所述第一、第二动力行程汽缸301、303所配置的点火系统可以为火星塞或燃油直喷式阀门或压缩点火系统，本优选实施例优选为火星塞点火。所述冷却用汽缸302设有一个冷却用进气气门305，所述涡轮增压系统200通过该进气气门305向冷却用汽缸302提供冷却用压缩空气。
所述涡轮增压系统200包括与冷却用汽缸302进气门连通的涡轮压缩侧201、与动力行程汽缸排气门连通的涡轮驱动侧202和排气管203，这样汽缸排出的气体可以直接作用在涡轮叶片上，从而促进涡轮的转动，增加冷却用汽缸302的进气压力。
所述第一动力行程汽缸301、第二动力行程汽缸303和冷却用汽缸302的活塞在共同的曲轴或共同的齿轮300驱动下产生以下作业行程：所述第一动力行程汽缸301从作业角度0度开始新的作业循环，顺序包括第一进气行程、第一压缩行程、第一动力行程、第一排气行程四个作业行程，即图1中的第一、三、五、八行程；所述第二动力行程汽缸303从作业角度360度开始新的作业循环，即所述第二动力行程汽缸303的延迟作业角度为360度，顺序包括第二进气行程、第二压缩行程、第二动力行程、第二排气行程四个作业行程，即图1中的第六、九、十一、十二行程；所述冷却用汽缸302从作业角度90度开始作业，即所述冷却用汽缸302的延迟作业角度为90度，顺序包括与所述第一动力行程汽缸301相对应第一冷却用进气行程和第一压缩冷却行程、与所述第二动力行程汽缸303相对应第二冷却用进气行程和第二压缩冷却行程四个作业行程，即图1中的第二、四、七、十行程。所述第一动力行程汽缸301、第二动力行程汽缸303和冷却用汽缸302的每一作业行程均为180度的作业角度。
其中所述第一共通气门307在第一动力行程汽缸301经点火系统引爆后60度工作角度时打开，并在所述冷却用汽缸302的活塞到达上死点之前关闭；所述第二共通气门308在第二动力行程汽缸303经点火系统引爆后60度工作角度时打开，并在所述冷却用汽缸302的活塞到达上死点之前关闭。
所述冷却用汽缸侧设有控制所述第一、第二共通气门307、308导通时间的阀门。所述第一、第二共同气门307、308在与其相对应的动力行程汽缸301、303的压缩冷却行程中的导通时间为25度至60度的作业角度，本优选实施例优选为30度。
上述第一动力汽缸301、第二动力汽缸303和冷却用汽缸302相互协调作业共有十二个作业行程，每完成一次十二个作业行程的动作为1080度作业角度，每次的十二个作业行程与后续的十二个作业行程重叠360度作业角度，即每个汽缸在720度曲轴角度后将重复该汽缸相应的四个作业行程，具体如下所述：
如图6与图1所示，第一行程为0度到180度之间的作业角度，对应第一动力行程汽缸301进行第一进气行程，此时第一动力行程汽缸301的进气气门304将混合气导入第一动力行程汽缸301。
如图7与图1所示，第二行程为90度到270度之间的作业角度，对应冷却用汽缸302的第一冷却用进气行程，此时冷却用汽缸302的冷却用进气气门305将涡轮增压系统提供的带压力的冷却用空气导入所述冷却用汽缸302。
如图8与图1所示，第三行程为180度到360度之间的作业角度，对应第一动力行程汽缸301的第一压缩行程，此时第一动力行程汽缸301将导入的混合气进行压缩作业并于该动力行程汽缸的活塞接近上死点时引爆。
如图9与图1所示，第四行程为270度到450度之间的作业角度，对应冷却用汽缸302的第一压缩冷却行程，此时冷却用汽缸302将导入的空气进行压缩，在第一动力行程汽缸301引爆后经过约60度的作业角度时，即作业角度约400度至420度之间，设置在冷却用汽缸侧的阀门控制第一共通气门307打开，将冷却用汽缸302内的空气开始压入第一动力行程汽缸301进行冷却作业，在作业角度450度附近时，即冷却用汽缸302的活塞到达上死点附近时，冷却用汽缸302内的大部分空气被压入第一动力行程汽缸301，此时阀门控制第一共通气门307关闭；共通气门导通的时间可为25度至60度的作业角度，阀门控制第一共通气门关闭，在本优选实施例中，优选其导通时间为30度。
如图10与图1所示，第五行程为360度到540度之间的作业角度，对应第一动力行程汽缸301的第一动力行程，此时第一动力行程汽缸301内的混合气引爆后开始膨胀产生动力；在引爆后经过约60度的作业角度时开始从第一共通气门307导入压缩空气，在汽缸盖下侧产生一层冷却气流，冷却气流将第一动力行程汽缸301的汽缸盖下侧表面急速冷却并与引爆后的作业气体混合使第一动力行程汽缸301降温，从而迅速降低了汽缸内的温度并维持原来的爆炸压力。而且，排出气体的温度也降低。
如图10与1所示，第六行程为360度到540度之间的作业角度，对应第二动力行程汽缸303的第二进气行程，此时第二进气气门306将混合气导入第二动力行程汽缸303。
如图11与1所示，第七行程为450度到630度之间的作业角度，对应冷却用汽缸302的第二冷却用进气行程，此时冷却用进气气门305将空气导入冷却用汽缸302。
如图12与1所示，第八行程为540度到720度之间的作业角度，对应第一动力行程汽缸301的第一排气行程，此时第一动力行程汽缸301内的作业气体由第一排气气门311排出。
如图12与图1所示，第九行程为540度到720度之间的作业角度，对应第二动力行程汽缸303的第二压缩行程，此时第二动力行程汽缸303将导入的混合气进行压缩作业并在活塞接近上死点时引爆。
如图13与图1所示，第十行程为630度到810度之间的作业角度，对应冷却用汽缸302的第二压缩冷却行程，此时冷却用汽缸302将导入的空气进行压缩，在第二动力行程汽缸303引爆后约60度时阀门将第二共通气门308打开，将冷却用汽缸302内的空气开始压入第二动力行程汽缸303进行冷却作业，在作业角度约810度时，即冷却用汽缸302的活塞到达上死点附近时，将冷却用汽缸302内的大部分空气压入第二动力行程汽缸303，此时阀门控制第二共通气门308关闭。
如图6与图1所示，第十一行程为720度到900度之间的作业角度，对应所述第二动力行程汽缸303的第二动力行程，此时第二动力行程汽缸303内的混合气引爆后开始膨胀产生动力，在引爆后约60度左右时，即作业角度约760度至780度时，阀门打开所述第二共通气门308，从冷却用汽缸302内导入的压缩空气在汽缸盖下侧产生一层冷却气流，冷却气流将第二动力行程汽缸303的汽缸盖下侧表面急速冷却并与引爆后的作业气体混合使第二动力行程汽缸303降温。
如图8与1所示，第十二行程为在作业角度900度到1080度的第二排气行程，将第二动力行程汽缸303内的作业气体由第二排气气门312排出，到此完成全部十二个作业行程的一次循环。
在作业角度720度时第一动力行程汽缸301开始进行下一循环的第一进气行程，在作业角度810度时冷却用汽缸302开始进行下一循环的第一冷却用进气行程，在作业角度1080度时第二动力行程汽缸303开始进行下一循环的第二进气行程。
上述三个汽缸按照上述行程相互配合作业，其中所述冷却用汽缸302的延迟作业角度也可以从75度到90度之间任意一作业角度，如图2、3分别表示冷却用汽缸302的延迟作业角度为75度和90度时三个汽缸之间各个作业行程表，分别为本发明所述复合六行程自冷式内燃引擎的第二实施例和第三实施例。
在上述实施例中，所述第一、第二动力行程汽缸301、303还可包括与各动力行程进气气门连通的增压进气补助系统。所述增压进气补助系统包括一组三通进气导管，该三通进气管从所述涡轮增压系统的涡轮压缩侧将部分增压空气导入至第一、第二动力行程汽缸301、303，从而可以使第一、第二动力行程汽缸301、303在高转速时能保持原来设计的空燃比例，可避免动力行程汽缸在高转速时出现因空气惯性而造成进气量不足的问题，在上述实施例中，第一、第二动力行程汽缸301、303的进气系统为低增压系统，冷却用气缸302的进气系统为高增压系统。
本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎可用于柴油或汽油或天然气等场合，并在所述第一动力行程汽缸301与第二动力行程汽缸303里可配置与其燃料对应的适当引爆系统，同时也需调整该燃料所对应的第一动力行程汽缸301与第二动力行程汽缸303的压缩比，而冷却用汽缸302为无压缩比，所有冷却用汽缸302内的气体应在第一压缩冷却行程与第二压缩冷却行程完成时导入该行程对应的动力行程汽缸。
所述涡轮增压系统200也可以用机械增压器(Super Charge)代替，此类增压系统中的增压侧叶片通过皮带与共同的曲轴或共同的齿轮300传动连接，即利用所述共通的曲轴或共同的齿轮300带动增压侧叶片旋转进行工作，从而增加冷却用汽缸进气气门305的进气压力和动力行程汽缸排气气门311、312的排气压力，并利用第一压缩冷却行程与第二压缩冷却行程达到降低作业温度的效果。
当本发明所述的复合六行程自冷式内燃引擎用于因成本不符而不附加增压系统的小规模引擎，也可改用一般的自然进气系统作业，此类型的自然进气型的复合六行程自冷式内燃引擎不使用涡轮进气系统，冷却用汽缸直接使用外部环境中一般气压的空气为冷却用空气，虽冷却效果不如最优选实施案中的涡轮增压型，但是冷却用汽缸的活塞仍可利用引擎自身的动力经由前述的共同曲轴进行第一压缩冷却行程与第二压缩冷却行程来达到降低引擎温度的效果。

Claims (9)

1、一种复合六行程自冷式内燃引擎，其特征在于，所述复合六行程自冷式内燃引擎至少包括一个第一动力行程汽缸和一个第二动力行程汽缸，一个冷却用汽缸，一组涡轮增压系统，一个可让空气从冷却用汽缸流向第一动力行程汽缸的第一共通气门，一个可让空气从冷却用汽缸流向第二动力行程的第二共通气门；第一动力行程汽缸与第二动力行程汽缸与冷却用汽缸以共同曲轴或共同齿轮驱动；第一动力行程汽缸与第二动力行程汽缸都配置有各自的点火系统、排气气门和进气气门，冷却用汽缸配置有一个冷却用进气气门，涡轮增压系统利用第一动力行程与第二动力行程的排气提高冷却用汽缸的进气压力；第一动力行程汽缸以第一进气行程、第一压缩行程、第一动力行程、第一排气行程的顺序作业，所述第一进气行程在作业角度0度开始作业，每一行程为180度；第二动力行程汽缸以第二进气行程、第二压缩行程、第二动力行程、第二排气行程的顺序作业，所述第二进气行程于作业角度360度开始作业，每一行程为180度；冷却用汽缸以第一冷却用进气行程、第一压缩冷却行程、第二冷却用进气行程、第二压缩冷却行程的顺序作业，所述第一冷却用进气行程于作业角度75度至95度之间开始作业，每一行程为180度；所述第一或第二共通气门在与其相对应的动力行程汽缸经点火系统引爆后约60度工作角度时打开，并在所述冷却用汽缸的活塞到达上死点附近时关闭；在所述冷却用汽缸的压缩冷却行程中，冷却用汽缸内的活塞首先将冷却用空气压缩，在对应的共通气门打开时开始将冷却用汽缸中的压缩空气推入该行程对应的动力行程汽缸，直到冷却用汽缸内的活塞到达上死点附近时结束该压缩冷却行程，并进入下一个进气行程；冷却用汽缸在冷却压缩行程中通过对应的共通气门压入动力行程汽缸的压缩空气在动力行程汽缸的汽缸盖下侧产生一层冷却气流，此冷却气流将动力行程的汽缸盖下侧表面急速冷却，并与引爆后的作业气体混合降温使动力行程汽缸的温度下降，最后将降温后的作业气体排出动力行程汽缸。
2、根据权利要求1所述的复合六行程自冷式内燃引擎，其特征在于，所述第一、第二共同气门在与其相对应的动力行程汽缸的压缩冷却行程中的导通时间为25度至60度的作业角度。
3、根据权利要求2所述的复合六行程自冷式内燃引擎，其特征在于，所述第一、第二共同气门在与其相对应的动力行程汽缸的压缩冷却行程中的导通时间为30度的作业角度。
4、根据权利要求1所述的复合六行程自冷式内燃引擎，其特征在于，所述涡轮增压系统的涡轮压缩侧与冷却用汽缸进气门连通，而涡轮驱动侧与第一、第二动力行程汽缸排气气门连通，所述冷却用汽缸可利用动力行程汽缸的排气动力增加第一、第二冷却用进气行程的进气压力。
5、根据权利要求1所述的复合六行程自冷式内燃引擎，其特征在于，还包括与所述第一、第二动力行程汽缸的进气气门连通的增压进气补助系统。
6、根据权利要求1所述的复合六行程自冷式内燃引擎，其特征在于，所述第一动力行程汽缸和第二动力行程汽缸里所设置的点火系统为火星塞或燃油直喷式阀门或压缩点火系统。
7、根据权利要求1所述的复合六行程自冷式内燃引擎，其特征在于，所述涡轮增压系统也可以是机械增压器(Super Charge)，其增压侧叶片以皮带与共同的曲轴或共同的齿轮传动连接，其压缩侧连通冷却用汽缸的进气气门以达到增压与冷却效果。
8、根据权利要求1所述的复合六行程自冷式内燃引擎，其特征在于，前述第一共通气门与第二共通气门可与第二动力行程汽缸侧可各配置至少一个顶置的阀门以控制共通气门的导通时间。
9、一种自然进气型的复合六行程自冷式内燃引擎，其特征在于，所述复合六行程自冷式内燃引擎至少包括一个第一动力行程汽缸和一个第二动力行程汽缸，一个利用自然进气系统的冷却用汽缸，一个可让空气从冷却用汽缸流入第一动力行程汽缸的第一共通气门，一个可让空气从冷却用汽缸流入第二动力行程的第二共通气门；第二动力行程汽缸与第一动力行程汽缸的行程差距为360度曲轴角度，冷却用汽缸与第一动力行程汽缸的行程差距为90度曲轴角度，并以共同曲轴或共同齿轮驱动；第一动力行程汽缸与第二动力行程汽缸皆配置有各自的点火系统与排气气门与进气气门，冷却用汽缸配置有一个冷却用进气气门；第一动力行程汽缸以第一进气行程、第一压缩行程、第一动力行程、第一排气行程的顺序作业；第二动力行程汽缸以第二进气行程、第二压缩行程、第二动力行程、第二排气行程的顺序作业，冷却用汽缸以第一冷却用进气行程、第一压缩冷却行程、第二冷却用进气行程、第二压缩冷却行程的顺序作业；所述第一动力行程汽缸、第二动力行程汽缸和冷却用汽缸的每一行程为180度的曲轴角度；所述第一或第二共通气门在与其相对应的动力行程汽缸经点火系统引爆后约60度工作角度时打开，并在所述冷却用汽缸的活塞到达上死点附近时关闭；在所述冷却用汽缸的压缩冷却行程中，冷却用汽缸内的活塞首先将冷却用空气压缩，在对应的共通气门打开时开始将冷却用汽缸中的压缩空气推入该行程对应的动力行程汽缸，直到冷却用汽缸内的活塞到达上死点附近时结束该压缩冷却行程，并进入下一个进气行程；冷却用汽缸在冷却压缩行程中通过对应的共通气门压入动力行程汽缸的压缩空气在动力行程汽缸的汽缸盖下侧产生一层冷却气流，此冷却气流将动力行程的汽缸盖下侧表面急速冷却，并与引爆后的作业气体混合降温使动力行程汽缸的温度下降，最后将降温后的作业气体排出动力行程汽缸。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106321235A (zh) * 2016-08-30 2017-01-11 潘晓德 一种去掉点火系统的六行程汽油发动机

Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060248886A1 (en) * 2002-12-24 2006-11-09 Ma Thomas T H Isothermal reciprocating machines
JP2006348947A (ja) * 2006-08-18 2006-12-28 Kazuo Oyama 排気圧回生機付内燃機関
US7950356B2 (en) * 2007-10-09 2011-05-31 The Invention Science Fund I, Llc Opposed piston electromagnetic engine
US7622814B2 (en) * 2007-10-04 2009-11-24 Searete Llc Electromagnetic engine
US7777357B2 (en) * 2007-10-05 2010-08-17 The Invention Fund I, LLC Free piston electromagnetic engine
US7856714B2 (en) * 2007-10-10 2010-12-28 The Invention Science Fund I, Llc Method of retrofitting an engine
GB0913988D0 (en) * 2009-08-11 2009-09-16 New Malone Company Ltd Closed loop thermodynamic
US8918238B2 (en) * 2010-04-12 2014-12-23 Lung-Tan Hu Mackay cold-expansion engine system
EP2728139B1 (en) * 2011-06-30 2017-12-20 Yamaha Hatsudoki Kabushiki Kaisha Six-cycle engine
WO2013038228A1 (en) * 2011-09-18 2013-03-21 Gabora Akram Mohammed Abbashar Six stroke internal combustion engine
CN103104372A (zh) * 2012-01-29 2013-05-15 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 三类门热气发动机
CN103104370B (zh) * 2012-02-17 2015-05-20 摩尔动力(北京)技术股份有限公司 单缸三类门熵循环发动机
US9057324B2 (en) * 2012-12-12 2015-06-16 Caterpillar Inc. Six-stroke engine system with blowdown turbocharger
US9133764B2 (en) 2012-12-12 2015-09-15 Caterpillar Inc. Six-stroke engine system with blowdown exhaust recirculation
US9151222B2 (en) 2012-12-12 2015-10-06 Caterpillar Inc. Six-stroke combustion cycle engine and process
US8978602B2 (en) 2012-12-12 2015-03-17 Caterpillar Inc. Six-stroke engine power density matching system and method
US8978603B2 (en) 2012-12-12 2015-03-17 Caterpillar Inc. Six-stroke internal combustion engine valve activation system and method for operating such engine
US9181830B2 (en) 2012-12-12 2015-11-10 Caterpillar Inc. After-treatment system and method for six-stroke combustion cycle
US8978601B2 (en) 2012-12-12 2015-03-17 Caterpillar Inc. Six-stroke engine system with blowdown exhaust system
US8904987B2 (en) * 2013-04-26 2014-12-09 Gary G. Gebeau Supercharged engine design
CN105673202A (zh) * 2016-02-14 2016-06-15 上海交通大学 五冲程发动机
US10865717B2 (en) * 2018-06-05 2020-12-15 Alexey TYSHKO Dual mode internal combustion engine

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB141723A (en) * 1919-02-14 1921-08-15 Maschf Augsburg Nuernberg Ag Improvements in connection with internal combustion engines
US1601548A (en) * 1922-10-21 1926-09-28 Edward M Zier Engine
JPS51144807A (en) * 1975-06-09 1976-12-13 Isao Matsui Internal combustion engine
US4159700A (en) * 1976-10-18 1979-07-03 Mccrum William H Internal combustion compound engines
US4086882A (en) * 1976-10-18 1978-05-02 Mccrum William H Compound combustion engines and methods of compounding same
US4202300A (en) * 1978-02-22 1980-05-13 Frank Skay Internal combustion engine
JPS56126616A (en) * 1980-03-10 1981-10-03 Sukai Furanku Internal combustion engine
AT397838B (de) 1985-04-02 1994-07-25 Bruecker Helmut Dr Hubkolben-brennkraftmaschine
JPH0367021A (ja) * 1987-05-15 1991-03-22 Junichi Egami 排気ガスを綺れいにする方法
BE1000774A5 (fr) * 1987-07-30 1989-04-04 Schmitz Gerhard Moteur a combustion interne a six temps.
BE1002364A4 (fr) 1988-12-30 1991-01-15 Schmitz Gerhard Moteur a combustion interne a deux temps etages.
JPH0742564A (ja) * 1993-08-03 1995-02-10 Minoru Nakagawa 空気供給強制燃焼式エンジン
US5566549A (en) * 1995-06-05 1996-10-22 Caterpillar Inc. In-line engines having residual cycles and method of operation
US5699758A (en) * 1996-02-15 1997-12-23 Caterpillar Inc. Method and apparatus for multiple cycle internal combustion engine operation
FR2749882B1 (fr) * 1996-06-17 1998-11-20 Guy Negre Procede de moteur depolluant et installation sur autobus urbain et autres vehicules
AU738096B2 (en) 1997-08-15 2001-09-06 Halliburton Energy Services, Inc. Light weight high temperature well cement compositions and methods
DE19850244C2 (de) * 1998-10-31 2001-02-08 Guido Foerster Zusätzliche Ansaugvorrichtung für Zweitaktverbrennungsmotoren
US6318310B1 (en) 1999-08-05 2001-11-20 Caterpillar Inc. Internal combustion engine
DE60022668T2 (de) * 1999-11-08 2006-06-22 Jeffrey F. Klein Zweitaktmotor mit variabler zwangsbelüftung
BE1013791A5 (fr) * 2000-10-26 2002-08-06 Gerhard Schmitz Moteur a combustion interne a cinq temps.
JP3885206B2 (ja) * 2002-11-11 2007-02-21 胡 龍潭 八行程内燃機関
JP2004239185A (ja) * 2003-02-06 2004-08-26 Daikichiro Isotani 過給ピストンを装備した４サイクル往復ピストン機関
DE60313868T2 (de) * 2003-11-03 2008-01-24 Hu, Lung-Tan Acht-Takt-Brennkraftmaschine mittels eines Nehmerzylinders
WO2006099066A2 (en) * 2005-03-09 2006-09-21 Zajac Optimum Output Motors, Inc. Rotary valve system and engine using the same
US7201156B1 (en) * 2005-05-24 2007-04-10 Wait Irving S Thermal transfer internal combustion engine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106321235A (zh) * 2016-08-30 2017-01-11 潘晓德 一种去掉点火系统的六行程汽油发动机

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Publication number Publication date
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